K2-18b — це так званий гікеанський світ, розташований на відстані 124 св. років від нас. За масою планета являє собою щось середнє між Землею і невеликим газовим гігантом. Дослідників цікавить, чи може на ній існувати життя.
Першорядна ціль для SETI
Якщо ви стежили за дослідженнями екзопланет протягом останніх кількох років, то напевно чули про K2-18b. Розташована за 124 світлових років у сузір’ї Лева, вона привернула до себе багато уваги, оскільки розташована прямо в зоні придатності для життя своєї червоної карликової зорі, а вимірювання космічного телескопа James Webb показують, що її атмосфера багата на вуглекислий газ і метан. Це одна з головних кандидаток на звання «гідрогенного» світу — світу, де густа атмосфера, багата на водень, покриває глобальний океан рідкої води.
Це настільки цікава ціль для дослідників з проєкту «Пошук позаземного розуму» (SETI), що вони направили два найпотужніші радіотелескопи у світі на спостереження за системою K2-18b. Нещодавня стаття, доступна на сервері препринтів arXiv, показує, що, попри мільйони потенційних збігів, з цієї планети, ймовірно, не надходять штучні вузькосмугові радіосигнали, еквівалентні нашому рівню технологій.
Прослуховування радіотелескопами
Для збору даних, необхідних для обробки, був залучений не лише Дуже великий масив Карла Г. Янського (VLA) в Нью-Мексико, але й радіотелескоп MeerKAT у Південній Африці. Це два найпотужніші радіотелескопи на планеті, й така їхня координація у межах спостережної кампанії є надзвичайно рідкісним явищем.
Але для цієї роботи важливим було не тільки фізичне обладнання. «Канал передачі даних», як астрономи називають програмні фільтри та логіку, що застосовуються після збору даних, є не менш важливим, особливо в радіоастрономії. Сигнали, що надходять із Землі, є джерелом переважної більшості радіосигналів, які приймають ці телескопи, а сучасні алгоритми фільтрування, такі як система Commensal Open-Source Multi-Mode Interferometer Cluster, яку використовував VLA, та система Breakthrough Listen User Supplied Equipment (BLUSE), яку використовував MeerKAT, є важливими елементами будь-якої сучасної програми радіоастрономії.
Система фільтрування радіосигналів
Однак логіка такого фільтрування все ще залишається відповідальністю людей, які беруть участь у процесі. У статті описано п’ять різних обмежень, які вони наклали на дані для відбору потенційних техносигнатур іншопланетян. Першим було маскування радіочастотних перешкод — по суті, вони видалили всі дані з сигналів, які потрапляли в діапазони частот, які, як відомо, були сильно забруднені земними перешкодами. Якщо іншопланетяни спілкувалися на цих каналах, нам доведеться використовувати якийсь інший метод — наприклад, радіотелескоп на зворотному боці Місяця — щоб їх почути.
Ефекти Доплера, такі як ті, що змінюють звук сирени швидкої допомоги, коли вона наближається або проїжджає повз вас, ще більш помітні, коли сигнал проходить між планетами. Будь-який сигнал, який практично не мав ефекту Доплера, був одразу відкинутий, оскільки він міг походити тільки із Землі. Мабуть, найбільш суперечливим логічним вибором фільтрації було виключення всіх сигналів із відношенням сигнал / шум менше 10 або більше 100. Хоча це дозволило виключити надзвичайно слабкі помилкові позитивні результати, а також сильні артефакти інструментальних даних, які зазвичай спостерігаються тільки в одній антені, це також могло виключити відносно слабкі реальні сигнали.
Іншою технікою фільтрування є використання багатопроменевого аналізу. У цьому випадку телескопи утворювали когерентні «промені» по всьому небу, один з яких був спрямований безпосередньо на K2-18b, а інший — в інше місце. У таких випадках сигнал, що надходив з екзопланети, з’являвся б тільки у промені, спрямованому безпосередньо на неї, тоді як земні перешкоди проникають одночасно в кілька променів. Остаточна перевірка, яка не була необхідною через терміни проведення дослідження, — це фільтрування транзиту. Будь-який сигнал, що надходить від K2-18b, повинен зникати, коли планета проходить за своєю материнською зорею, але оскільки під час спостереження такого «вторинного транзиту» не відбулося, фільтрування не було необхідним.
Позитивний результат дослідження у будь-якому разі
Коротко кажучи, попри мільйони потенційних сигналів протягом усього періоду спостереження, жоден із них не пройшов ці фільтри. У вузькосмуговому радіоспектрі від K2-18b не було виявлено жодних однозначних техносигнатур. Хоча це може здатися розчаруванням, саме такого роду речі необхідні науці для прогресу. Ретельно скануючи планету і не знаходячи нічого, вони можуть встановити «верхні межі» потужності передавача з цієї системи — з точки зору потужності, це буде щось еквівалентне зруйнованому радару Аресібо в Пуерто-Рико. Якщо там є цивілізація, вона, безумовно, не кричить до нас із чогось більшого, ніж цей рівень радіотелескопа.
Однак, мабуть, найважливішим результатом є підтвердження концепції їхньої автоматизованої системи фільтрування. Обробка мільйонів сигналів, виявлених двома телескопами, вручну була б практично неможливою. Тож коли з’являться ще більші радіотелескопи, такі як Square Kilometer Array, ці технології будуть готові допомогти іншим дослідженням розібратися в масі зібраних даних. Хоча планета K2-18b сьогодні може бути тихою, ми продовжуватимемо вдосконалювати наші можливості слухати, якщо вона колись почне з нами спілкуватися.
За матеріалами phys.org
